功率MOS管,保护电路,MOS管参数

功(gong)(gong)(gong)率(lv)MOSFET是(shi)(shi)较(jiao)常使用的(de)(de)一类(lei)功(gong)(gong)(gong)率(lv)器(qi)件。“MOSFET”是(shi)(shi)英文MetalOxideSemicoductorFieldEffectTransistor的(de)(de)缩写(xie)，译成中(zhong)文是(shi)(shi)“金属氧(yang)化物(wu)(wu)半导体场效应管”。它(ta)是(shi)(shi)由金属、氧(yang)化物(wu)(wu)(SiO2或SiN)及(ji)半导体三(san)种材(cai)料制成的(de)(de)器(qi)件。所谓(wei)功(gong)(gong)(gong)率(lv)MOSFET(PowerMOSFET)是(shi)(shi)指它(ta)能输出较(jiao)大的(de)(de)工(gong)作电(dian)流(几(ji)安(an)到几(ji)十安(an))，用于功(gong)(gong)(gong)率(lv)输出级的(de)(de)器(qi)件。功(gong)(gong)(gong)率(lv)MOSFET可分(fen)为(wei)增(zeng)强型和(he)耗尽型，按沟(gou)道(dao)分(fen)又可分(fen)为(wei)N沟(gou)道(dao)型和(he)P沟(gou)道(dao)型。

做开关(guan)电(dian)(dian)源，常用功(gong)率MOSFET。一般而言，MOS管(guan)制造商采(cai)用RDS(ON)参(can)数(shu)来定(ding)义导通阻抗;对ORing FET应用来说，RDS(ON)也(ye)是最重要的器件特性。数(shu)据手册(ce)定(ding)义RDS(ON)与栅极(或驱动)电(dian)(dian)压VGS以及流经开关(guan)的电(dian)(dian)流有(you)关(guan)，但对于(yu)充(chong)分(fen)的栅极驱动，RDS(ON)是一个相对静态(tai)参(can)数(shu)。

MOS管的作用

1.mos管可应用于放大。由于场(chang)效应管放大器的输(shu)入阻抗很高，因(yin)此(ci)耦合电容(rong)(rong)可以容(rong)(rong)量较小(xiao)，不必使(shi)用电解电容(rong)(rong)器。

2.场效(xiao)应管很高的输入阻(zu)(zu)抗非常(chang)适合作阻(zu)(zu)抗变换。常(chang)用于多级放大器的输入级作阻(zu)(zu)抗变换。

3.场效应管可以用(yong)作可变(bian)电阻。

4.场效应管(guan)可以(yi)方(fang)便(bian)地(di)用作恒(heng)流源。

5.场(chang)效应管(guan)可以用作电子开关。

功率MOS管保护电路

功率MOS管自(zi)身拥(yong)有(you)众多(duo)优点，但是MOS管具有(you)较(jiao)脆弱(ruo)的(de)承受短时过载能力，特别是在(zai)高(gao)频的(de)应用场合，所以在(zai)应用功率MOS管对必须为其设计合理(li)的(de)保护(hu)电路来提高(gao)器(qi)件(jian)的(de)可(ke)靠性，MOS管作(zuo)用是什么

功率MOS管保(bao)护电(dian)路主(zhu)要有以下几个(ge)方面(mian)：

1）防止栅极(ji) di/dt过高：由于采(cai)用驱(qu)动(dong)(dong)芯片，其输(shu)出(chu)阻抗较低，直接驱(qu)动(dong)(dong)功(gong)率管会引起驱(qu)动(dong)(dong)的(de)(de)功(gong)率管快速的(de)(de)开通和(he)关断，有可(ke)能造成(cheng)功(gong)率管漏(lou)源极(ji)间的(de)(de)电(dian)压震荡，或者有可(ke)能造成(cheng)功(gong)率管遭受过高的(de)(de)di/dt而引起误导通。为避免上述现象的(de)(de)发生，通常在MOS驱(qu)动(dong)(dong)器(qi)的(de)(de)输(shu)出(chu)与MOS管的(de)(de)栅极(ji)之间串(chuan)联一个(ge)电(dian)阻，电(dian)阻的(de)(de)大小一般选取几十欧姆。

2）防止栅(zha)(zha)源(yuan)(yuan)极(ji)间(jian)过(guo)电(dian)(dian)(dian)压(ya) 由(you)于(yu)栅(zha)(zha)极(ji)与源(yuan)(yuan)极(ji)的阻抗很高(gao)，漏极(ji)与源(yuan)(yuan)极(ji)间(jian)的电(dian)(dian)(dian)压(ya)突变会(hui)通过(guo)极(ji)间(jian)电(dian)(dian)(dian)容耦合到栅(zha)(zha)极(ji)而(er)产生(sheng)相(xiang)当高(gao)的栅(zha)(zha)源(yuan)(yuan)尖峰电(dian)(dian)(dian)压(ya)，此(ci)电(dian)(dian)(dian)压(ya)会(hui)使(shi)(shi)很薄的栅(zha)(zha)源(yuan)(yuan)氧化层击穿，同时栅(zha)(zha)极(ji)很容易积(ji)累电(dian)(dian)(dian)荷也(ye)会(hui)使(shi)(shi)栅(zha)(zha)源(yuan)(yuan)氧化层击穿，所以要在(zai)MOS管(guan)栅(zha)(zha)极(ji)并联稳(wen)压(ya)管(guan)以限(xian)制栅(zha)(zha)极(ji)电(dian)(dian)(dian)压(ya)在(zai)稳(wen)压(ya)管(guan)稳(wen)压(ya)值以下(xia)，保护(hu)MOS管(guan)不(bu)(bu)被击穿，MOS管(guan)栅(zha)(zha)极(ji)并联电(dian)(dian)(dian)阻是(shi)为了释放栅(zha)(zha)极(ji)电(dian)(dian)(dian)荷，不(bu)(bu)让电(dian)(dian)(dian)荷积(ji)累。

3）防护(hu)漏(lou)(lou)源极之间过(guo)电(dian)(dian)压(ya) 虽(sui)然漏(lou)(lou)源击(ji)穿电(dian)(dian)压(ya)VDS一般都很大(da)，但(dan)如(ru)果漏(lou)(lou)源极不加保护(hu)电(dian)(dian)路(lu)，同样有可能(neng)因(yin)为器件(jian)开关瞬间电(dian)(dian)流的(de)突(tu)变(bian)而产生(sheng)(sheng)漏(lou)(lou)极尖峰电(dian)(dian)压(ya)，进而损(sun)(sun)坏MOS管，功率管开关速(su)度越(yue)快，产生(sheng)(sheng)的(de)过(guo)电(dian)(dian)压(ya)也就越(yue)高。为了防止器件(jian)损(sun)(sun)坏，通常采用齐(qi)纳二极管钳位和RC缓冲电(dian)(dian)路(lu)等保护(hu)措施(shi)。

当电流(liu)(liu)过(guo)大或者发生短路时，功(gong)率MOS管(guan)漏(lou)极与源极之(zhi)间的电流(liu)(liu)会迅速增加并超(chao)过(guo)额(e)定(ding)值，必须(xu)在过(guo)流(liu)(liu)极限值所规定(ding)的时间内关断功(gong)率MOS管(guan),否则器(qi)件将(jiang)被烧坏(huai)，因此在主回路增加电流(liu)(liu)采(cai)样保护(hu)电路，当电流(liu)(liu)到达一(yi)定(ding)值，通过(guo)保护(hu)电路关闭(bi)驱动电路来 保护(hu)MOS管(guan)。图1是(shi)MOS管(guan)的保护(hu)电路，由此可(ke)以(yi)清楚的看出保护(hu)电路的功(gong)能。

功率(lv)MOS管的正向导通等效电路

（1）：等效电路

（2）：说明(ming)

功率 MOSFET 正向导通时可用一电阻(zu)等效，该(gai)电阻(zu)与温度(du)有关(guan)(guan)，温度(du)升(sheng)高(gao)，该(gai)电阻(zu)变(bian)大(da)；它还与门极驱(qu)动电压的大(da)小(xiao)有关(guan)(guan)，驱(qu)动电压升(sheng)高(gao)，该(gai)电阻(zu)变(bian)小(xiao)。详细的关(guan)(guan)系曲(qu)线可从制造商的手册中获得(de)。

功率MOSFET的(de)反向导通等效电路

（1）：等效电路（门极(ji)不加控制）

（2）：说(shuo)明

即(ji)内部二极(ji)(ji)管的等(deng)效电(dian)路，可用(yong)一电(dian)压(ya)降(jiang)等(deng)效，此(ci)二极(ji)(ji)管为MOSFET 的体二极(ji)(ji)管，多数情况下，因其特性很差(cha)，要避免使用(yong)。

功(gong)率MOSFET的反向导通等(deng)效(xiao)电路

（1）：等效(xiao)电(dian)路（门(men)极加控制）

（2）：说(shuo)明

功率 MOSFET 在门级控(kong)制下(xia)的(de)反(fan)向导通，也(ye)可(ke)用(yong)一电(dian)阻(zu)等效(xiao)，该(gai)(gai)电(dian)阻(zu)与(yu)温度(du)有关，温度(du)升高，该(gai)(gai)电(dian)阻(zu)变(bian)大(da)；它(ta)还与(yu)门极驱动电(dian)压的(de)大(da)小(xiao)有关，驱动电(dian)压升高，该(gai)(gai)电(dian)阻(zu)变(bian)小(xiao)。详(xiang)细的(de)关系曲线可(ke)从制造(zao)商(shang)的(de)手册中(zhong)获(huo)得。此工(gong)作(zuo)状态称(cheng)为(wei)MOSFET 的(de)同步整流工(gong)作(zuo)，是低压大(da)电(dian)流输出(chu)开关电(dian)源中(zhong)非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)的(de)一种工(gong)作(zuo)状态。

功率MOSFET的(de)正(zheng)向(xiang)截止等效电路

（1）：等效电路

（2）：说(shuo)明

功率 MOSFET 正向截止(zhi)时可用一电容等效，其容量与所加的正向电压、环(huan)境温度等有(you)关，大小(xiao)可从(cong)制造(zao)商的手册中获(huo)得。

功率MOSFET的稳(wen)态特性总结

（1）：功率(lv)MOSFET 稳态时的电流/电压曲(qu)线(xian)

（2）：说(shuo)明

功率 MOSFET 正(zheng)向饱(bao)和导通时的稳态工作(zuo)点

当门极不加控(kong)制(zhi)时，其反向导通的稳态(tai)工(gong)作(zuo)点同(tong)二极管(guan)。

（3）：稳态特性总(zong)结(jie)

-- 门(men)极与(yu)源极间的电压(ya)Vgs 控制(zhi)器件(jian)的导(dao)通(tong)状态(tai)；当VgsVth时，器件(jian)处(chu)于(yu)导(dao)通(tong)状态(tai)；器件(jian)的通(tong)态(tai)电阻与(yu)Vgs有关，Vgs大，通(tong)态(tai)电阻小(xiao)；多数器件(jian)的Vgs为(wei) 12V-15V ，额定(ding)值为(wei)+-30V；

-- 器件的(de)(de)漏(lou)极(ji)电流额定(ding)是用它的(de)(de)有(you)效值(zhi)或平均值(zhi)来标称的(de)(de)；只要实际的(de)(de)漏(lou)极(ji)电流有(you)效值(zhi)没(mei)有(you)超(chao)过其额定(ding)值(zhi)，保证散热(re)没(mei)问题，则器件就(jiu)是安全的(de)(de)；

-- 器件的(de)通态电阻(zu)呈正温度(du)系数，故(gu)原理上很容(rong)易并(bing)(bing)联扩容(rong)，但实际并(bing)(bing)联时，还要考(kao)虑驱动(dong)(dong)的(de)对称性(xing)和动(dong)(dong)态均流问题；

-- 目前的 Logic-Level的功(gong)率 MOSFET，其Vgs只要 5V，便可保(bao)证漏源通态电(dian)阻(zu)很小；

-- 器件(jian)的同(tong)步整(zheng)流工作(zuo)状态已(yi)变得愈(yu)来愈(yu)广(guang)泛，原因是它(ta)的通态电阻非常小（目前(qian)最小的为(wei)2-4 毫欧），在低压大(da)电流输出(chu)的DC/DC 中已(yi)是最关键的器件(jian)。

功率MOS管选型

P沟道MOS管型号

N沟道MOS管部分型号

联系(xi)方式：邹先生

联系电话：0755-83888366-8022

手机：18123972950

QQ：2880195519

联系地(di)址：深圳市福(fu)田区车公庙(miao)天安数码城天吉(ji)大厦CD座5C1

请搜(sou)微信公众号:“KIA半导体”或扫(sao)一扫(sao)下图“关注(zhu)”官方(fang)微信公众号

请“关注”官方微信公(gong)众(zhong)号:提供 MOS管(guan) 技术帮助(zhu)